玉米花絲生長發(fā)育規(guī)律及花絲活力的相關(guān)研究

摘 要：穗數(shù)、穗粒數(shù)、粒重是影響玉米產(chǎn)量的三大因素。隨著玉米產(chǎn)量水平的不斷提高，穗粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的決定作用更加顯著，而玉米花絲能否正常受精直接影響果穗的結(jié)實(shí)潛力。該文通過對(duì)玉米花絲及茸毛的生長發(fā)育規(guī)律，以及花絲活力的相關(guān)研究進(jìn)行分析，以期為玉米基礎(chǔ)研究及制種等相關(guān)工作提供理論參考。

關(guān)鍵詞：玉米；花絲；生長規(guī)律；活力

中圖分類號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2013）18-16-02

1 玉米花絲和茸毛生長發(fā)育規(guī)律

1.1 玉米花絲生長發(fā)育規(guī)律 玉米花絲在雄穗開花后第2天到第8天抽出苞葉[1]。由于各小花著生部位和花絲生長速率存在差異，花絲抽出苞葉的時(shí)間一般可相差2～5d[2]。玉米中下部花絲發(fā)生發(fā)育最早，且伸長速率最快。其次是下部和上部，頂部花絲最后出現(xiàn)，且伸長速率也較慢。李金才等根據(jù)花絲結(jié)構(gòu)解剖結(jié)果，將花絲的生長發(fā)育劃分為4個(gè)階段。第一個(gè)階段為花絲發(fā)育初期。此期玉米果穗中下部小花子房頂部出現(xiàn)0.1～0.2cm的突起，其他部位花絲并沒有出現(xiàn)；第二個(gè)階段是花絲發(fā)育中期。此期花絲長度約為0.3～16cm，是開始具備受精結(jié)實(shí)能力的最早時(shí)期，但結(jié)實(shí)能力比較低；第三個(gè)階段是吐絲期。此期花絲剛剛抽出苞葉，長度達(dá)到20～30cm，為生長速率、花絲活力最旺盛的時(shí)期[3]；第四個(gè)階段為花絲衰亡期。此期花絲長度達(dá)到45～50cm，顏色由淺變褐，花絲基部與穗軸連接處變細(xì)。

花絲因?yàn)樗ダ献饔?，其壽命是有限的。玉米花絲的衰老最先開始于玉米果穗的中下部，當(dāng)花絲基部2～3cm處的組織開始出現(xiàn)萎縮的時(shí)候，就認(rèn)定為花絲衰老[4]。一般情況下，果穗中下部的花絲先衰老，之后向上、向下推移，頂部花絲最后衰老。即早出現(xiàn)的花絲早衰老，晚出現(xiàn)的花絲晚衰老。

1.2 花絲茸毛生長發(fā)育規(guī)律 成熟玉米花絲的各部位都著生茸毛，茸毛的作用是接受并粘著花粉以完成雌穗受精結(jié)實(shí)[1]。相關(guān)研究表明，花絲頂部茸毛出現(xiàn)最早、個(gè)體最大、數(shù)量最多；其次是中部；再次是基部?；ńz茸毛的發(fā)生是由花絲頂部向基部進(jìn)行。

在花絲發(fā)育初期，穗中下部花絲長度為0.1～0.2cm時(shí)，茸毛并未出現(xiàn)；當(dāng)花絲長度達(dá)到0.3～0.6cm時(shí)，花絲頂部開始出現(xiàn)茸毛，并且在切面凸端分布密集；當(dāng)花絲長度達(dá)到1～2cm時(shí)，花絲中部開始出現(xiàn)茸毛；當(dāng)花絲達(dá)到2～3cm時(shí)，花絲基部開始出現(xiàn)茸毛；當(dāng)花絲繼續(xù)生長，長度達(dá)到3～16cm時(shí)，茸毛不斷伸長，且頂部茸毛發(fā)育最好；當(dāng)花絲長度達(dá)到16～30cm時(shí)，即剛剛抽出苞葉時(shí)，茸毛生長速率達(dá)到最大；隨著花絲伸長，達(dá)到30～42cm，茸毛生長速率開始逐漸減慢，茸毛開始皺縮，最后縮成一團(tuán)，花絲喪失功能[5]。

2 花絲活力

玉米花絲的各部位均能接受花粉而受精。在花絲僅為幼穗長度1/2時(shí)，果穗基部小花即可完成授粉，但由于此時(shí)胚囊的發(fā)育沒有完全成熟，故結(jié)實(shí)率只有13%～15%；當(dāng)花絲長度與幼穗長度相等時(shí)，基部小花能全部授粉結(jié)實(shí)[6]。在適宜的條件下，花絲活力可達(dá)到20～25d。果穗不同部位的花絲活力存在較大差異，一般果穗中下部花絲活力最強(qiáng)，而基部花絲和頂部花絲活力相對(duì)較弱。

根據(jù)李金才等的研究結(jié)果：花絲活力持續(xù)期受果穗穗型影響很大。一般短粗型果穗品種花絲活力持續(xù)期較短；細(xì)長型果穗品種的花絲活力持續(xù)期相對(duì)較長[7]。并且玉米花絲在受精前可持續(xù)生長，但受精之后即停止伸長，活力降低，顏色變褐，之后衰亡。

3 不同長度花絲授粉后，果穗穗部性狀的表現(xiàn)差異

劉正理等通過對(duì)4個(gè)時(shí)期（即在花絲剛抽出苞葉、長度為3.0～3.5cm、長度為6.0～6.6cm、長度為9.0～9.5cm）不同花絲長度分別進(jìn)行授粉，觀察成熟果穗穗部性狀差異，得出結(jié)論：在一定范圍內(nèi)，授粉晚，穗長相對(duì)變長。在花絲剛抽出苞葉時(shí)扒開苞葉進(jìn)行授粉，對(duì)穗長生長的抑制作用較大，當(dāng)花絲長度達(dá)到3.0～3.5cm以后再進(jìn)行授粉，對(duì)果穗的穗長影響則不大；花絲長度達(dá)到6.0～6.5cm前進(jìn)行授粉，對(duì)果穗穗行無影響，而當(dāng)花絲長度達(dá)9.0～9.5cm后進(jìn)行授粉，部分果穗的穗行數(shù)減少；花絲長在3.0～3.5cm時(shí)，果穗行粒數(shù)最多，禿尖也最短[8]?？梢?，花絲達(dá)到不同長度后授粉，會(huì)對(duì)果穗穗部性狀產(chǎn)生一定的影響。

4 不同花絲活力條件下授粉，對(duì)玉米果穗結(jié)實(shí)率的影響

宋春英等以自交系178、黃C、綜31、P138為試驗(yàn)材料，從花絲抽出苞葉的第1天開始，采集父本花粉分批進(jìn)行授粉，連續(xù)授粉12d。得出結(jié)論：抽絲第1天至第12天進(jìn)行授粉，玉米果穗結(jié)實(shí)率分別為：15.8%、43.8%、75.5%、100%、100%、100%、66.8%、23.4%、13.3%、13.3%、3.8%、0，即花絲抽出后的第1天到第3天授粉，果穗的結(jié)實(shí)率是逐漸上升的，第4天到第6天授粉，果穗的結(jié)實(shí)率最高，第7天至第11天授粉，果穗的結(jié)實(shí)率逐漸下降，第12天以后再授粉，果穗基本不能結(jié)實(shí)[9]。玉米果穗結(jié)實(shí)率與授粉時(shí)花絲活力息息相關(guān)。應(yīng)盡量選擇花絲活力較強(qiáng)的時(shí)期授粉，來提高果穗結(jié)實(shí)率，提高產(chǎn)量。

5 影響花絲活力的外界因素

花絲活力受溫度、光周期、水勢、pH值、礦質(zhì)元素等影響較大。在吐絲期間，花絲的受精結(jié)實(shí)率與溫度呈正相關(guān)。相關(guān)研究表明：花絲活力的持續(xù)時(shí)間受環(huán)境溫度影響很大，在20.4～26.7℃條件下，花絲壽命達(dá)168h，在24.3～37.8℃條件下，花絲壽命只有72h[7]。光周期對(duì)玉米生長發(fā)育影響較大，尤其是散粉到乳熟初期，若光照不足，則導(dǎo)致花絲伸長延緩，未成熟小花和未受精小花數(shù)量增加?；ńz的生長發(fā)育需要保持一定的水勢，其中孕穗期水分脅迫對(duì)花絲的傷害最為嚴(yán)重。花絲本身的pH值對(duì)花絲活力大小也有影響。隨著花絲的生長發(fā)育，其pH值逐漸升高，pH值高，花絲活力強(qiáng)。缺N導(dǎo)致玉米抽出延遲[10]，使頂部花絲接受不到新鮮花粉，影響植株受精結(jié)實(shí)。穗期缺P會(huì)導(dǎo)致穗部發(fā)育不良，推遲抽絲。抽絲期缺K，花絲不能正常受精結(jié)實(shí)。開花期缺B，導(dǎo)致雌穗不發(fā)育，小花過早枯萎。

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（責(zé)編：徐煥斗）